根據(jù)最新標準和法規(guī)要求，化工污水處理工程應與化工工程同時設計、同時建設、同時投入使用。以某天然氣制乙二醇項目為例，該污水處理站是本項目的公用工程裝置之一，用于處理全廠綜合污水 ( 含消防事故排水和污染雨水) 、循環(huán)水站排污水、脫鹽水站排污水和全廠生產(chǎn)污水。水質(zhì)在線分析儀能實時監(jiān)測水質(zhì)變化，給工藝操作提供實時準確的指導。

　　1 工藝流程概況

　　1. 1 污水處理站組成

　　污水處理站工藝裝置主要由粗格柵及提升泵站、勻質(zhì)池、事故池、生化池、二沉池、出水提升泵站、風機房等組成。

　　1. 2 工藝流程概述

　　項目各裝置的全廠壓力流生產(chǎn)污水、循環(huán)水站排污水和脫鹽水站排污水通過壓力管道輸送至污水處理站的勻質(zhì)池。當全廠生產(chǎn)污水 ( 壓力流)水質(zhì)變化較大時，將其通過閥門切換至勻質(zhì)池內(nèi)的調(diào)節(jié)池暫時儲存，待來水恢復正常時，再由泵少量均勻地從調(diào)節(jié)池內(nèi)提升至勻質(zhì)池。

　　全廠生活污水自流進入粗格柵及提升泵站的集水井內(nèi)。全廠綜合污水 ( 重力流，含初期污染雨水、消防事故排水、地坪沖洗水等) 可通過全廠排水管線的溢流井依次進入粗格柵及提升泵站、全廠事故水池和事故池。污水處理站內(nèi)溢流、放空水也自流進入事故池，經(jīng)泵少量均勻提升后送至勻質(zhì)池。全廠事故水池的污水經(jīng)人工確認后由泵少量均勻提升后送至勻質(zhì)池。

　　生活污水、生產(chǎn)污水在勻質(zhì)池混合和均勻水質(zhì)后通過分配井進入生化池。生化池內(nèi)設有鼓風曝氣系統(tǒng)，將進水中的大部分有機污染物進行生物降解。生化池出水自流進入二沉池，經(jīng)固液分離后上清液進入出水監(jiān)測池，出水監(jiān)測池設有水質(zhì)在線檢測儀表 ( CODcr、NH3 - N、TN、TP 和 pH) ，水質(zhì)合格時經(jīng)水泵提升排入園區(qū)污水處理站，水質(zhì)不合格時回流進污水處理站前端進行再處理。簡要處理流程圖見圖 1。

　　出水水質(zhì)工藝指標為 CODcr: ～ 500mg / L; NH3 - N: 25mg / l; TN: 35mg / l; TP: ～ 4mg / l; pH: 6. 5 ～ 8. 5。

圖 1  全廠污水處理流程

　　1 在線分析儀選型

　　根據(jù)污水出水水質(zhì)工藝指標，分別選用 CODcr分析儀、氨氮分析儀、總氮分析儀、總磷分析儀和 pH 分析儀進行在線測量。

　　1. 1 COD 分析儀選型

　　化學需氧量 ( COD) 作為一個綜合指標，COD值為特定條件下水體中所有可氧化物質(zhì)的總和。氧氣作為氧化劑時，它表示物質(zhì)被氧化所需的耗氧量。化學需氧量是廢水中有機物濃度的定量指標，也是一個重要的水質(zhì)指標，是污染等級計算的基礎。

　　COD 分析儀按測量原理可以分為 CODcr 分析儀和CODuv 分析儀。因UV 法測量 COD 值不在環(huán)保部門認證范圍內(nèi)，故選用CODcr 分析儀。

　　2. 1. 1 CODcr 分析儀測量原理

　　CODcr 法基于 GB 11914 - 89 標準。分析儀試樣泵將經(jīng)預處理后的試樣濾液傳送至反應器 中，因試樣中的氯離子可被氧化，從而干擾 COD的測量，故加入硫酸除去試樣中的干擾氯離子。去除氯離子后，加入重鉻酸鹽試劑，改變試樣中的有機物濃度，在硫酸銀的催化作用下，重鉻酸鹽將有機物氧化成 CO2，重鉻酸鹽試劑的固有顏色發(fā)生變化，根據(jù)試劑顏色變化，采用光度比色法系統(tǒng)確定試劑消耗量， 并由此計算出水樣中的COD 值。具體聯(lián)系污水寶或參見http://wlmqsb.com更多相關技術文檔。

　　2. 1. 2 CODcr 分析儀參數(shù)

　　根據(jù)水質(zhì)的工藝指標，分析儀測量范圍可以選擇為: 0～ 1000 mg / l，最大測量誤差: 滿量程±10%，最小測量周期可為 25min 且測量周期可手動設定，實際使用中建議每周維護一次，分析儀負載容量可以按220VAC，5A 考慮。建議在進行UPS 選型設計時，將需要使用UPS 的大型分析儀的用電量考慮在內(nèi)。輸出信號為4～ 20mA，而且可以選擇RS232-C 或者Modbus485 數(shù)據(jù)接口用于傳輸數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集儀。一般多臺分析儀表的數(shù)值可以通過通信或硬接線的方式集中到一臺數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀通過 GPRS 或者光纖傳輸數(shù)據(jù)至當?shù)丨h(huán)保部門。

　　2. 2 氨氮分析儀選型

　　污水經(jīng)生化分解后的有機氮化合物將轉換成為銨鹽，當水體的 pH 值升高后，銨鹽將轉化為有毒的氨氣，從而打破系統(tǒng)的化學平衡。通常，自然水體中不含氨氣，當水中的氨濃度增高，意味著水體已經(jīng)被污染，因此銨鹽是水質(zhì)監(jiān)測的一個重要指標。另外細菌在氧氣作用下將銨鹽轉化成亞硝酸鹽，并進一步氧化成硝酸鹽，因此硝化作用極易對水體中的氧平衡產(chǎn)生負面影響。

　　2. 2. 1 氨氮分析儀測量原理

　　分析儀試樣泵將部分預處理后的試樣濾液傳送至混合容器中，試劑泵中加入特定比例的反應試劑。試劑同試樣發(fā)生化學反應，反應結束后試樣顯現(xiàn)為某一種特定顏色。針對這一特性，采用光度比色法進行定量分析。反應變色后的試樣吸收特定波長的發(fā)射光，光度計檢測試樣對特定波長發(fā)射光的吸光度，吸光度與試樣中特定成分的濃度成比例關系，而且光度計在恒溫條件下工作，化學反應時間短，具有可重現(xiàn)性。此外，通過測量參比光的吸光度，確保得到精準的測量結果，參比信號用于補償濁度、污染和LED 光源老化導致的測量誤差。

　　2. 2. 2 氨氮分析儀參數(shù)

　　根據(jù)水質(zhì)的工藝指標，分析儀測量范圍可以選擇為: 2 ～ 80 mg / l， 最大測量誤差: 滿量程±2%，最小測量間隔時間一般為 30min 且測量周期可手動設定，實際使用中建議每月維護一次，分析儀負載容量建議按 220VAC，5A 考慮。輸出信號為 4 ～ 20mA，而且可以選擇 RS232 或者 Modbus485 數(shù)據(jù)接口用于傳輸數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集儀。

　　2. 3 總氮分析儀選型

　　水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標之一，總氮包含有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。過量的總氮會導致微生物和藻類等水生生物大量繁殖，水體污穢異臭。因此總氮在線分析儀有助于評價水質(zhì)被污染和自凈狀況。

　　2. 3. 1 總氮分析儀測量原理

　　基于 GB 11894 - 89 標準，分析儀試樣泵將部分預處理后的試樣濾液傳送反應室經(jīng)堿性過硫酸鉀氧化，將水樣中的氨氮、亞硝酸鹽氮及大部分有機氮化物氧化為硝酸鹽，生成硝酸鉀后可以采用偶氮比色法、離子光譜法、氣相分子吸收法以及紫外分光光度法進行測定。就目前成熟在線總氮分析儀來說，大多采用紫外分光光度法測定其吸光度，通過放大器放大后，信號傳輸至控制系統(tǒng)并進行數(shù)據(jù)處理。

　　2. 3. 2 總氮分析儀參數(shù)

　　分析儀試樣泵根據(jù)水質(zhì)的工藝指標，分析儀測量范圍可以選擇為: 0 ～ 100 mg / l，最大測量誤差: 滿量程±10%，最小測量周期可為 45min 且測量周期可手動設定，實際使用中建議每月維護一次，分析儀負載容量可以按 220VAC，5A 考慮。輸出信號為 4 ～ 20mA，而且可以選擇 RS232 或者 Modbus 485 數(shù)據(jù)接口用于傳輸數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集儀。

　　2. 4 總磷分析儀選型

　　磷是天然水體的主要成分，而在污水中主要以磷酸鹽出現(xiàn)。適當含量的磷酸鹽對動植物必不可少，但是過量磷酸鹽將導致不良后果，水樣中營養(yǎng)成分的增加會造成某些特定植物的非理性生長，因此總磷是水質(zhì)監(jiān)測的一個重要指標。

　　2. 4. 1 總磷分析儀測量原理

　　基于 《水質(zhì)總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》 GB 11893-89，水樣進入反應室，在高溫下經(jīng)強氧化劑的氧化分解，將水樣中各種形態(tài)的磷轉化為正磷酸鹽，在酸性條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨等反應，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原。生成藍色絡合物，在特定范圍內(nèi)，該絡合物的色度與總磷的含量成正比。采用光源向樣品發(fā)射光線，部分光線被樣品中的物質(zhì)吸收，對特定波長的吸收是某種物質(zhì)的特性，且吸光度與某種物質(zhì)濃度成正比。應用到總磷分析儀，采用鉬藍法分析檢測試樣中藍色絡合物吸收特定波長光線的光線長度，并由此測定總磷濃度。

　　2. 4. 2 總磷分析儀參數(shù)

　　根據(jù)水質(zhì)的工藝指標，分析儀測量范圍可以選擇為: 0 ～ 10 mg / l， 最大測量誤差: 滿量程±10%，最小測量周期可為 40min 且測量周期可手動設定，實際使用中建議每月維護一次，分析儀負載容量可以按 220VAC，5A 考慮。輸出信號為 4 ～20mA，而且可以選擇 RS232 或者 Modbus 485 數(shù)據(jù)接口用于傳輸數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集儀。

　　2. 5 pH 分析儀

　　pH 值是液體介質(zhì)酸度和堿度測量單位。pH 電極浸沒于試液后， 電極玻璃膜上生成電化學電位，電位值取決于介質(zhì)的 pH 值。將 pH 電極通過專用數(shù)據(jù)電纜與相應變送器連接，變送器基于能斯特方程可以將測量電壓轉換成相應的 pH 值。pH電極使用特定的安裝支架可以安裝在管道/ 設備上或水池內(nèi)。

　　3 結語

　　水質(zhì)在線監(jiān)測分析儀的選型設計對檢測污水處理過程的效果至關重要，而且將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至當?shù)丨h(huán)保部門也是許多項目環(huán)評報告的要 求，通過合適的選型設計可以準確測量處理后的水質(zhì)狀況，從而為工藝操作提供及時的信息指導。(來源：東華工程科技股份有限公司)